探究PLC自动化技术在机械制造中的应用

刘建军，马盈丰

（宁波中亿自动化装备有限公司，浙江 余姚 315400）

0 引言

我国机械制造行业在起步时间上存在较大的滞后性，不仅缺乏成熟的生产工艺，也未较好的把控生产环境与环境，而这也是机械制造质量长时间以来均未得到显著提升的一个主要原因。现代社会中，工业迅速发展，其规模越来越大，而我国的机械制造业借助现代科技（PLC技术、人工智能技术等）也迎来了自动化与智能化的生产时代。所谓PLC技术，则被简称为可编程逻辑控制器，在一系列指令要求下完成相关功能，如控制顺序、定时、逻辑运算等。现阶段，该技术广泛运用于机械制造、电气工程的动行业中，有力地强化了工程自动化控制能力。通过进一步明确PLC技术在机械制造自动化控制的核心地位，进一步优化技术管理计划，充分彰显出技术优势，对机械制造自动化控制体系进行有效完善。

1 PLC自动化技术概念及其应用优势

1.1 概念

PLC自动化技术也被称为可编程逻辑控制器，由五部分组成，分别是电源、存储设备、中央处理器（CPU）、编程器、输入输出设备[1]。就其本质而言，其就是存储器，只是具备编程功能而已，对于有效数据可开展已编程的逻辑运算，且将相关指令迅速传输给控制设备，形成相关反馈，然后再向所控制的机械生产设备传递生成反馈。相比于传统的生产控制系统及其控制技术，PLC自动化控制技术运用较为便捷，且安装十分简单，同时其也具有较为显著的应用效果和很强的技术运行可靠性，外界不确定因素不会对其产生较大的影响。

1.2 应用优势

PLC自动化技术因控制单元体积较小，且安装操作起来也并不复杂，具有广泛的通用性，所以广泛运用于现代化制造行业中。用户可通过编写程序满足个性化控制需求，进一步提高机械装置灵活性、适用性。与此同时，此项技术还可将多方技术支持提供，不仅功耗低，可靠性与性价比也很高，可以说现阶段自动控制领域的一项核心科学技术就是它。

（1）操作简单通用性高。近年来，PLC自动化技术迅速发展，对于系统程序语言互译操作方面，大多数PLC自动化技术支持力度较大，使用者无需专门学习一门语言，只需结束编写语言代码，通过软件本身就具有的翻译功能就能够完成语言的顺利转换，实现PLC自动化编程操作，语言门槛有所降低，安装与调试也得以简化，循序渐进地同外部接线，对操作系统结构进行有效简化，有效缩短了系统运行时间，提高了工作效率。为了能够强化PLC实用性，全球PLC均对国标的通行协议予以统一应用，为各厂家生产与互换予以了各种便捷，可简单开展后期PLC调试处理活动，进一步强化其通信的开放性。

（2）小体积低能耗。在电子线路集成化科学技术中，最重要的一个应用表现就是PLC装置，其实际安装尺寸通常在10cm以内，重点控制不超过150g，充分保障了机电一体化的顺利实现。使用实践中，PLC消耗功率往往为个位数，有助于功耗的降低。

（3）较强抗干扰能力。PLC装置内部往往被列入到抗干扰电路排布和制造工艺范围间，

以保证实际工程中能够在电路和电磁之下，可靠性较强，进而便以坚实的基础助力了PLC系统相互之间实现有效通信，PLC装置还引入了多重的抗干扰科学技术，不管环境怎样恶劣，其正常运行均不会受到影响[2]。

2 机械制造领域中PLC自动化技术的具体应用分析

2.1 PCL自动化技术的应用流程

作为使用频率最高的一项应用控制手段，机械手实现控制的主要模块有3个，分别是PLC、继电器和微机[3]。现阶段，借助OLC运用PLC自动化技术，并有机整合计算机、自动化控制和最新通信科技，使之成为一个整体。因此即使发生故障，也可以在很短的时间内进行维修。PCL自动化技术应用流程较为复杂，具体程序为：先将设备打开，再准确判断出机械制造的物品的位置，然后机械手发挥定位功能抓取物品，这时PLC便会主动地提高手臂，并根据编写程序沿水平方向进行移动，从而将手臂中的物品放到指定位置上，最后回到原始位置。之后再以此步骤为基础，便可多次完成不同的工作。

2.2 PLC自动化技术的具体应用

（1）远程通讯控制。借助分析现代化机械生产制造系统可以了解到，PLC自动化技术是展开控制的主要手段，在科学技术的迅猛发展下，PLC自动化技术可以立足于相关指令将系统完成，并纠错逻辑错误，对系统内部存在的故障进行检测，为系统运转的正常提供充足保障[4]。在机械制造过程中，借助PLC技术能够实时监控机械设备的各个制造流程，再以生长情况为基础，对误差有没有超出系统预设的合理范围进行检测，借以对机械设备的运行状态以及系统内部有无逻辑错乱等问题出现做出判定。等到将问题原因明确后，PLC装置会及时警示工作人员。PLC自动化技术的通讯具有很强的开放性，可以和各系统的PLC进行通讯交流，达到远程操控的目的。

（2）逻辑运算。在机械化制造生产的内部系统中，PLC自动化技术的数据维护能力、逻辑运算能力具有至关重要的作用。比如，在筛查、转换数据信息时，通过将PLC自动化技术超强的运算能力利用起来能够实时采集信息数据，同时对其展开认真分析和处理，对信息数据的整个过程进行监控。此外，在降低生产企业物力、人力消耗方面也发挥着极为重要的作用，使企业的生产成本得到有效节约，借以显著提升经济效益。

（3）数据处理。现阶段，通过计算机技术的支持，PLC技术功能的发展日趋多样化，对包括函数运算、矩阵运算以及逻辑运算等在内的一系列数学运算均予以支持[5]。同时，PLC自动化控制系统还具备其它多项功能，如数据传输、转换、储存、检索，就算机械设备出现故障，数据被损坏又或是被丢失，则可通过将备份数据启用的方式来把损失降至最低。除此之外，此系统还能密切联系获得的数据信息，展开数据调节与反馈，使实际数据尽量与标准相贴近。借助PLC技术可自动化控制设备的运行和停止，实现对设备运行时间的精准控制，让机械设备运行的安全性、稳定性得到充分保障。

（4）生产系统控制的自动化。在实际的机械制造中，企业可以和自身实际情况相结合，对PLC的控制指令和控制木块组合方式进行合理优化。尽量把简约的系统模块建立起来，在多元化控制机械制造流程的同时，实现自动化生产的整体控制。可以利用PLC自动化系统，把要求指令键入，此系统能够及时掌握不同变量的变化。只要变量为超过允许范围，则PLC就会控制系统内的装置。比如饮水机，对热水槽中的水温进行监控，如果水温小于允许值，其外部指示灯便会亮起，此时加热器便会工作，进而使水温符合目标值。借助PLC自动化技术便可以实现此过程，保证系统不会出现差错。

（5）零部件装配。在机械制造业中，零部件极为常见，虽然此项工作的复杂程度并没有高，但也必须对相关标准予以严格遵循。在装配时严格按照装配要求，对合格零部件予以选用。传统机械制造过程中，一般是借助人力来完成对零部件的装配的，如此所消耗的人力资源非常大[6]。且由于长时间的重复机械劳动，工作人员参与工作的热情会越来越低，经常发生操作失误的现象。现阶段，不断进步的科学技术，对自动化技术的产生与应用起到了积极推动作用，诸多机械制造企业都可以进行自动化制造，且在装配零部件时也会应用到自动化技术。这样既将大量可分配的人力资源给获得，也在一定程度上把人为因素对装配质量的影响有效减少，显著提高生产效率。

（6）开关量控制。利用计算机技术，PLC技术可有效融合继电器和各种各样的先进通信科技，对电气工程中的各种电气设备进行有效控制，确保系统稳定运行。PLC技术开关量控制程序是核心，借助存储数据的中间继电器，可以确保机械制造先关设备的逻辑性控制开关的控制量更加稳定，包括生产相关运输带、冲床、机床等[7]。同时，断路显示器能够集中控制系统，有效解决控制系统中各种元器存在的不足问题。在机械制造过程中，借助在CNC机床数控系统中将PLC技术引入，对提高逻辑处理任务的有效性极为有利，同时编程控制器可以和机床强电控制、数据系统微处理器密切联系在一起，让机电一体化生产水平得到大幅提高，使产品质量得到保证，进而为当前机械制造中改造普通型、经济型数控机场提供技术支持。

2.3 PLC自动化技术在机械制造中应用的注意事项

为了高校应用PLC自动化技术，首先必须加大对其运行环境的控制力度，具体要求包括以下几点：

（1）温度。0～55℃是与PLC自动化控制系统运行相适合的最佳温度，且系统安装位置需具备良好的空气流通性，散热空间要大，通常具有较大发热量的元件下方不适合作为安装地，系统基本单元应间隔拓展单元30mm，若是必须在超过55℃的环境中安装，务必要安装风扇，以确保环境通风散热效果良好。

（2）湿度。PLC自动化控制系统中囊括了诸多电子元件，为避免系统的正常运行受到影响，就一定要确保电器具备绝缘性，同时运行环境的相对湿度不能超过85%，同时不能够出现凝露[8]。

（3）震动。保证PLC自动化技术装置无强烈振动源，一旦有，需尽量把间距增大。当系统的振动频率为10～55Hz或连续振动时，则其正常运行就会受到干扰，因此需尽量避免此种运行条件，如果有必要可从源头上或者从传播途径着手将振动有效阻隔。

（4）抗干扰。在电源是PLC自动化控制系统中不可或缺的一部分，尽管在因为电源形成的电池干扰方面，PLC发挥了抵抗作用，但若是感到严重，或要求系统稳定性较强的时候，需把抗干扰措施切实做好，所选择的电源必须具备供电品质佳、供电稳定的条件，最好采用双绞线。同时把相关防护装置（低通滤波器、隔离变压器等）安装在交流电源输入端子前，将谐波信号、高频干扰信号过滤到，降低传导型、辐射型电磁干扰。另外，在设计系统时，可并联浪涌吸收器和交流信号输出、输入的压敏电阻，如果PLC控制系统所处环境较为复杂，存在较大的外界噪声，便可以借助对光耦合器进行安装，以减少电磁干扰。同时利用数字滤波技术过滤噪声信号，进而增强系统抗干扰能力。

3 结束语

快速发展的科技，助推了我国机械制造业智能化发展。在此形势下，也就提供了广阔的发展空间给我国PLC自动化技术的发展，使之成为机械制造业今后的大势所趋，不论是在生产，还是生活中均得到广泛应用，推动了我国机械设备自动化的可持续发展。但PLC自动化技术在发展过程中还有诸多问题存在，比如PLC自动化技术的编程设置，PLC自动化技术能否符合机械制造中的应用特点等。我们除了重视这些问题外，还要在今后的发展中将其不断完善，以注入更多的活力到PLC自动化技术的发展过程中。